红豆杉对甲醛去除效果及其耐受机理初探
前言
红豆杉，属浅根植物，其主根不明显、侧根发达，是世界上公认的濒临灭绝的天然珍稀抗癌植物，是经过了第四纪冰川遗留下来的古老树种，在地球上已有250万年的历史。在全世界共有十一种，目前我国共有四个种和一个变种，即云南红豆杉、西藏红豆杉、中国红红豆杉和南方红豆杉（变种）。据林业专家介绍，野生天然南方红豆杉具有极高的开发利用价值。从红豆杉树皮和枝叶中提取的紫杉醇，是国际上公认的防癌抗癌的药剂。红豆杉除了具有药用价值外，在园林绿化中的应用前景非常广阔，尤其是在室内盆景方面。蒲恩利、蒲格霞在盆景养护与室内环境改善研究中，对红豆杉净化室内空气做了初步的研究。其中致癌物质甲醛转化成像糖或氨基酸那样的天然物质只是简单的带过。红豆杉对甲醛的去除及耐受机理尚未进行研究。
关键词：红豆杉、甲醛‘室内环境污染、耐受机理、净化作用当今，人类正面临“煤烟污染”、“光化学烟雾污染”之后，以“室内空气”为
主的第三次环境污染。美国专家检测发现，在室内空气中存在500 多种挥发性有机物，其中致癌物质就有20 多种，致病病毒200 多种。危害较大的主要有：氡、甲醛、苯、氨以及酯、三氯乙烯等。大量触目惊心的事实证实，室内空气污染已成为危害人类健康的“隐形杀手”,也成为全世界各国共同关注的问题。从目前检测分析，室内空气污染物的主要来源有以下几个方面：建筑及室内装饰材料、室外污染物、燃烧产物和人本身活动。其中室内装饰材料及家具的污染是目前造成室内空气污染的主要方面。根据《民用建筑工程室内环境污染控制规范》（GB50325—2001）以及《室内空气质量标准》（GB/T18883—2002）可以知道室内空气污染物的来源及危害。
污染物室内污染
来源
对人体危害
GB50325-2001GB18883-2002
限量mg/m3
检测国
标
限量
mg/m3
检测国标
Ⅰ
类
Ⅱ类
甲醛CH2 O
各种人造
板、粘合
剂、油漆、
家具制
品、地毯、
墙纸等
≥0.5mg/m3
刺眼、流泪
≥0.6mg/m3
喉痛、呼吸
道疾病等
长期可导致
癌变。
0.
8
0.12
18204.26
/2000
0.10
18204.26/
2000
氨NH3
墙体中缓
慢释放、
添加剂、
增白剂、
烫发剂等
吸入后喉
痛、咳嗽、
头晕及肺水
肿、呼吸
道综合症
0.
2
0.5
18204.25
/2000
0.20
18204.25/
2000
苯烟雾、溶肝、脑、髓0.0.09 11737/89 0.11 18883/200
C6H 6剂、油
漆、染色
剂、粘合
剂、漆溶
剂、地毯
等等
血小板、
中枢神经有
抑制作用，
头痛、昏迷
及心律不
齐等
9
2
总
挥发性有机物TV OC
建筑材
料、漆溶
剂、油漆、
涂料、
粘合剂、
化妆品等
眼睛、喉部、
呼吸
不适，头痛、
精神不
易集中等
0.
5
0.6
50325/20
01
0.60
18883/200
2
氡Rn
建材、装
饰材料、
土壤中等
致肺癌、白
血病
2
B
q/
m
3
400
Bq/m3
氡检测
仪
2027503
25/2001
400
Bq/m3
16146/16 甲醛作为室内主要污染气体之一严重威胁着人类健康，尤其是居室装修导
致的甲醛超标问题已经引起人们的高度关注。近年来，国内外研究表明许多观赏植物对室内甲醛有明显的去除作用。植物作为天然空气净化器已被用来改善环境并监测环境中的有害物质。
根据相关部门的调查,我国70 %以上的家庭装修污染超标。如何降低装修的危害呢? 长期从事红豆杉研究的俞禄生教授发现,红豆杉目前是植物界最有力的室内污染“克星”。红豆杉能吞噬室内90 %的苯、86 %的甲醛和过氧化氮以及尼古丁等有害气体。此外,它还能将致癌物质甲醛转化成像糖或氨基酸那样的天然物质。据国家环境监测中心最新监测的数据表明:红豆杉对室内空气中的二氧化硫的净化效率为31.18 %,二氧化氮的净化效率4910 %,一氧化碳、可吸入颗粒物、总挥发性有机物的净化效率分别为2212 %、3919 %、6511 %,能有效地消除办公人群出现的头痛、恶心、气喘气促、鼻咽部不适、情绪不良等“办公楼综合症”。研究表明,当室内每平方米达到400 个叶片时,红豆杉就可有效缓解乳腺炎及乳腺增生引起的疼痛;分泌释放的各种生物碱散发到空气中,能起到消毒、杀菌、预防感冒及老年心血管疾病的作用;长期与电脑为伍的人员,室内放置一定树龄的红豆杉,可在一定程度上有效地消除电脑辐射带来的危害。
章新锋在《南方红豆杉的园林应用现状与前景分析》一文中介绍了红豆杉的园林价值，红豆杉本身能吸收空气中的有毒气体，对空气的净化作用特别明显，而普通植物除了吸收二氧化碳释放氧气外，不能够吸收空气中的有毒气体。研究表明，红豆杉不仅对二氧化碳、二氧化硫、苯等室内有害气体有净化降解作用，而且对香烟中的尼古丁也非常“敏感”，净化率高达８０%以上。国家环境分析测
试中心的检测报告显示，红豆杉对甲醛的去除效率比普通植物提高了12%。江苏省环境监测中心报告显示：红豆杉对室内空气中二氧化硫的净化效率为31.8%，二氧化氮的净化效率为49.0%，一氧化碳、可吸入颗粒物、总挥发性有机物的净化率分别为22.2%、39.9%、65.1%。这些数据显示，红豆杉在吸收有毒气体、净化空气的功能上，远大于普通的园林绿化树种。
红豆杉四季常绿，除了作为绿化观赏树种，也是一种良好的盆景制作树种。以南方红豆杉为例，南方红豆杉生长旺盛，耐修剪，可任意造型，通过人工可以将其修剪成伞型、塔型、圆型等多种形状的盆景，放于室内，其优美的景观效果，不但具有浓厚的生活气息和文化底蕴，而且能全天24小时进行光合作用，吸收有毒气体、释放氧气，净化空气、防癌保健。
红豆杉整体外形的美、枝干的线条美、叶形的变化美、花的色彩美都是人的视觉可以直接感触到的。室内植物的红花绿叶以一定的形式应用于室内可以给人们产生赏心悦目的审美情趣。此外，还具有能维持Ｏ2与ＣＯ2：的平衡。保持空气清新：能吸收空气中的有毒气体（也称消毒器），消除污染，同时还可以调节室内空气湿度，阻滞尘埃等。红豆杉还能产生丰富的负氧离子，而负氧离子具有调节人的神经系统和促进血液循环、降低血压、改善心肌功能、促进人体新陈代谢、提高免疫力等功能，它是人体强身剂。
美国的ＶｉｒｇｉｎｉａＬｏｈｒ〔２３１教授通过实验发现植物对人的生态效益。参与实验的两组人都是电脑操作者，她监测他们的脉搏、血压和皮肤传导性，它们都能显示压力和心理承受能力。她的发现表明在有植物的计算机工作室内，员工的脉搏、血压和皮肤传导性能更快的回到自然状态。不仅如此，他们注意力更集中，做出决定更快，效率增加了１２％。．在台湾园艺治疗的发展中，发现观赏都市窗景时有较高的ｄ波，观赏自然窗景时有较低的脉电值及脉搏频率；而有窗景与植栽设置的环境有最低的状态焦虑值。室内植物对神经系统、呼吸道和皮肤的改善作用大于女性，而对黏膜系统的改善效果是女性大于男性。
室内观赏植物净化空气的机理植物通过叶片上的气孔和枝条上的皮孔，将空气中污染物吸入体内，在体内通过代谢进行即降解，或通过根系排出体外，或积累贮藏于某一器官内。植物对空气中污染物的这种吸收、降解和积累、排出，对室内空气污染起到了净化作用。观赏植物主要通过茎叶吸收、植物代谢与转化和根际、叶际微生物降解作用等对甲醛进行去除。室内环境污染植物修复机理：
植物的吸附与吸收植物对于污染物的吸附与吸收主要发生在地上部分的表面及叶片的气孔，将其扣留在叶片的表面。在很大程度上，吸附是一种物理性过程，其与植物表面的结构如叶片形态、粗糙程度、叶片着生角度和表面的分泌物有关。植物可以有效．地吸附空气中的如浮尘、雾滴等悬浮物及其吸附着的污染物。Ｓｉｍｏｎｉｃｈ和Ｈｉｔｅｓ认为植被是从大气中清除亲脂性有机污染物最主要的途径，其吸附过程是清除的第一步。已有实验证明植物表面可以吸附亲脂性有机污染物，其中包括多氯联苯（ＰＣＢｓ）和多环芳烃（ＰＡＨｓ），其吸附效率取决于污染物的辛醇一水分配系数。植物的叶对污染物的吸收分别通过气孔或表皮角质层进行。对气态无机污染物而言，气孔渗透为主要路径；对疏水性极高的有机污染物，更多的是通过角质层渗透。植物叶片对污染物的吸收能力与叶龄和毛状体的多少有关，还与外源污１２扬州大学硕士学位论文染物的化学性质和渗透条件有关。对于挥发或半挥发性的有机污染物，污染物的分子量、溶解性、蒸气压和辛醇一水分配系数等都直接影响植物的吸收。
植物降解修复植物降解是指植物通过代谢过程来降解污染物或通过植物
自生的物质如酶类来分解外来污染物的过程能直接降解有机污染物的酶类主要为：脱卤酶、硝基还原酶、过氧化物酶、漆酶和腈水解酶等。对于一些在植物体内较难降解的污染物如ＰＣＢｓ，将动物或微生物体内能降解这些污染物的基因转入植物体内可能是～种好办法。这种基因工程的手段不仅能提高植物降解有机污染物的能力，还可以使植物修复具有一定的选择性和专一性。这也是基因工程技术的一个重要应用领域。
植物转化修复植物转化是指利用植物的生理过程将污染物由一种形态转
化为另一种形态的过程。最为典型也是最为重要的是植物通过光合作用吸收大气中的二氧化碳，释放出氧气。植物转化是植物保护自身不受污染物影响的重要生理反应过程。植物转化需要有植物体内多种酶类的参与，其中包括乙酰化酶、巯基转移酶、甲基化酶、葡糖醛酸转移酶和磷酸化酶等。植物不能将有机污染物彻底降解为Ｃ０：和Ｈ：０，而是经过一定的转化后隔离在液泡中或与木质素等不溶性细胞结构相结合。
植物同化和超同化修复植物同化是指植物对含有植物营养元素的污染物的吸收，并同化到自身物质组成中，促进植物体自身生长的现象。超同化植物可将含有植物所需营养元素的大气污染物如氮氧化合物、硫氧化合物等，作为营养物质源高效吸收与同化，同时促进自身的生长。这种现象可称为超同化作用（ｈｙｐｅｒａｓｓｉｍｉｌａｔｉｏｎ）。在大气中多环芳烃类污染物以固体和液体汽溶胶形式存在，它们都可被高等植物同化。不同植物之间同化大气中毒性物质的能力差异显著〔３７１。３．４空气污染对植物的影响空气污染对植物生理机制的影响环境污染正在威胁着整个地球生态系统的稳定及人类的健康。植物作为生态系统中的重要一员同样也受到威胁。植物不能自主移动，是不能象动物那样选择逃避环境污染，因此它是研究环境对生物影响的好材料。植物在受到空气污染后的反应是多方面的，包括生理生化、物理特性和外部性状的变化等。空气污染可以伤害植物的细胞和细胞器。细胞的膜系统在大气污染的作用下，通透性被破坏，引起水分子和离子平衡失调，造成代谢紊乱。破坏严重时，细胞内分隔作用消失，细胞器崩溃，导致最后死亡。气孔是植物通过叶片的呼吸通道，因此污染状况下植物气孔也产生相应的变化以适应环境。空气污染还对植物体内的酶系统产生影响。污染物进入植物体内，一方面在酶的催化下，进行代谢转化：另一方面也导致酶活性的改变，酶的数量和活性受到影响将导致植物机体内一系列代谢反应的改变。例如，氟化物是多种酶的抑制剂，对糖醇降解途径中的一个重要成分烯醇化酶的抑制作用特别显著；又如O3和过氧乙酰硝酸脂是强氧化剂，能使许多酶蛋白质中的琉基被氧化而失去活性。杨成等人研究得出，凯里地区的代表性植物如油茶、马尾松、杉树、狗脊厥和铁芒萁在大气污染下，导致体内过氧化氢酶活性下降，脯氨酸的大量积累。李海亮刚等研究得出，大气污染严重影响到了兰州市常见的绿化树种槐树的各项生理活动，叶绿素的降解，糖类的合成量降低，叶细胞液的ＰＨ值降低，叶细胞膜的透性增大，植物体内脯氨酸出现积累，ＳＯＤ酶活性变化，改变植物细胞代谢活性，进而影响细胞的结构和功能。
空气污染对植物超微结构的影响超微结构是指在电子显微镜下所观察到的植物细胞的结构。近几十年来，细胞超微结构成为非常活跃的领域。细胞超微结构将给植物的遗传分化机理带来微观而详实的解释。细胞膜是是抵御外来污染物的屏障，当植物遭受到污染物的影响时，会引起细胞膜结构和功能的改变。
首先，膜脂可能是污染物的主要作用位点，植物在遭受污染物伤害后，细胞膜会发生膜质过氧化作用，氧蛋白变性及膜质流动性改变，造成膜相交和膜结构破坏，导致膜损伤，通透性发生变化。从电镜观察得知，受重金属胁迫时，质膜及各种细胞器的内膜系统在逆境下都会膨胀或破损，膜的通透性被破坏，膜内外渗透压失衡，引起水分子和营养元素的转运受阻，造成细胞代谢紊乱。破坏严重时，细胞内分割作用消失，细胞器崩溃，最终导致细胞坏死。倪才英等研究发现，７５μｍｏｌ·Ｌ-1铜和５０μｍｏｌ·Ｌ－１镉均对泡泡草根细胞造成明显损伤。铜使根细胞产生质壁分离、细胞质浓缩、部分细胞空泡化，使线粒体脊突消失、结构模糊、外膜破坏｛镉使根细胞空泡化，并在部分空泡化的细胞里产生大小不等的颗粒状物；铜、镉交互污染使根细胞受害程度加深，并兼有两者的受害症状特征；线粒体结构彻底破坏、空泡化细胞里的颗粒物更大电子密度更高、质壁分离现象更普遍、质膜上的颗粒物沉淀更大。陈醋敏观察发现，随着大气污染加重，密叶绢鲜的叶绿体膨胀，内囊体片层消失，被膜破裂，有的叶绿体甚至解体；线粒体脊突膨胀成圆形，部分脊突消失，最后整个线粒体呈透明状，直至消失：细胞核变形，核膜内陷、破裂，核仁散开，染色质凝集，部分核膜溶解，核质散入细胞质中：细胞壁变薄，出现黑色颗粒，污染严重时细胞壁会出现断裂，直至通透，最后细胞壁完全消失。
观赏植物净化室内空气研究进展研究植物对气体污染物吸收净化是从研究园林植物开始的。不论国内还是国外，目前的研究主要侧重于园林植物对室外大气污染的净化。众多研究结果表明，大气污染使植物体内叶绿素含量降低，叶绿素ａ／ｂ值升高，Ｆｖ／Ｆｍ、Ｆｖ／Ｆｏ、叶绿体光系统ＩＩ和膜系统完整度下降，抗氧化酶系统活性上升，质膜相对透性升高，游离性蛋白和可溶性糖含量增加并使植物体内丙二醛积累增加。这些生理指标的变化幅度与大气污染物含量呈显著相关，可利用这些生理指标的变化幅度作为生物监测的指标来评价不同污染区的污染状况。人工熏气法是目前研究园林植物净化空气最常用的方法。对不同园林植物进行人工熏气试验分析表明绿化树种对大气污染物二氧化硫、氯、氟等具有一定的吸收能力，但是不同树种具有明显的差异。其中有抗性强，但是吸收能力差的树种；有抗性差，但是吸收能力强的树种；也有抗性差，吸收能力差的树种。但是，研究观赏植物对室内空气污染净化的报道相对较少。
根据国内外文献，室内观赏植物对空气中的甲醛吸收和降解具有选择性，不同植物种类对甲醛的去除性能不同，同时发现，土壤和微生物等也可以吸收降解部分甲醛。目前，国内外对植物去除甲醛的性能和筛选等研究较多，而如何筛选出对甲醛具有较好去除功能而本身又受其危害较小的植物种类方面研究较少，植物去除甲醛的机理也还需进一步深入探讨。而俞禄生教授发现 ,红豆杉目前是植物界最有力的室内污染“克星”。红豆杉能吞噬室内90 %的苯、86 %的甲醛和过氧化氮以及尼古丁等有害气体。此外 ,它还能将致癌物质甲醛转化成像糖或氨基酸那样的天然物质。
红豆杉去除甲醛的特性研究
1、红豆杉简介
红豆杉为常绿乔木，种植下的树可以高达14米。小枝到秋天变黄绿色或淡红褐色；冬芽鳞片背部圆或有钝棱脊；镰刀形叶子，二列式，长1.5－3厘米，比其他红豆杉属的更阔，末端尖而细小，叶底有两道黄间；花腋生，雌雄异株，雌花只有一个胚珠，下托鳞片数枚；扁卵形种子，两侧各有一不明显的棱脊，围有
红色杯状假种皮。红豆杉南北各地均适宜种植，具有喜荫、耐旱、抗寒的特点，要求土壤PH值在5.5～7.0，可与其他树种或果园套种，管理简便，其中东北红豆杉，它是第四纪冰川遗留下的古老树种，在恶劣的气候条件下，顽强的生命力使之在地球上已生活了250多万年。它不但侧根发达、枝叶繁茂、萌发力强、而且适应气候范围广、对土质要求宽，还耐修剪、耐寒、耐病虫害。
2、材料与方法
红豆杉、甲醛初始浓度为２．５ｍｇ／ｍ３（甲醛气体的制备向２Ｌ玻璃烧杯内滴加２００ｕｌ浓度为４０％的甲醛溶液，用封箱带密封，在２５”Ｃ室温下放置１２ｈ，让其完全挥发。１．３．３染毒方法将实验材料置于模拟舱内（９０×７０Ｘ６０ｃｍ），舱内放有小风扇，盖好顶盖（顶盖中间开有一个直径为５ｃｍ的圆孔），用封箱带将顶盖四周密封，用５０ｍｌ注射器从２Ｌ玻璃烧杯中抽取预先制备好的甲醛气体，然后将甲醛气体从顶盖的圆孔注入玻璃舱内，通过甲醛分析仪测定玻璃舱内甲醛初始浓度，达到所设的甲醛浓度后，用较厚重的玻璃片将圆孔盖住，进行染毒处理。）
2.1.1温度对红豆杉去除甲醛的影响
处理一：设定室温为１６°C，光照为３３００Ｌｕｘ，然后用密封舱染毒法对红豆杉进行处理，处理时间为５ｈ。用甲醛分析仪测定实验结束时玻璃舱内甲醛浓度。
处理二：设定室温为２５℃，其他同上。每个浓度处理设３个重复。
2.1.2不同温度下随处理时间的延长红豆杉对甲醛去除量的变化趋势
处理一：设定室温为１６”Ｃ，光照为３３００Ｌｕｘ，然后用密封舱染毒法对红豆杉进行处理，处理时间为１０ｈ。每隔－小时用甲醛分析仪测定一次玻璃舱内的甲醛浓度并记录玻璃舱内温度和相对湿度的变化。
2.2光照对红豆杉去除甲醛的影响
处理一：用遮光布将玻璃舱四周及顶部盖住，在与玻璃舱顶盖圆孑Ｌ对应位置用剪刀剪开，以各充入甲醛气体，…设定室温为２５”Ｃ，然后用密封舱染毒法对红豆杉进行处理，处理时间为１０ｈ。每隔一小时用甲醛分析仪测定一次玻璃舱内的甲醛浓度并记录玻璃舱内温度和相对湿度的变化。
处理二：设定光照为３３００Ｌｕｘ，室温为２５℃，其他同上。每个浓度处理设３个重复。２．３不同甲醛浓度对红豆杉叶片生理生化指标的影响设定室温为２５。Ｃ，光照为３３００Ｌｕｘ，然后用密封舱染毒法对红豆杉进行处理，处理时间为５ｈ。实验设四个甲醛浓度，分别为０ｍｇ／ｍ３（对照）、０．６ｍｇ／ｍ?、ｉ．２ｍｇ／ｍ３、２．５ｍｇ／ｍ?，每个浓度处理设３个重复。
2.3.1叶绿素含量的测定取新鲜植物叶片，擦净组织表面污物，剪碎，混匀。称取剪碎的新鲜样品Ｏ．２９，共３份，分别放入２５ｍｉ具塞试管中，加入１０ｍ〕９５９６乙醇，将具塞试管放入ＨＧ３０３—３Ａ电热恒温培养箱（６０℃）中，直至组织变白，将具塞试管取出，加９５％乙醇定容至２５ｍｉ，摇匀。用Ｕ－２００１紫外分光光度计于６６５ｎｍ和６４９ｎｍ波长下测定吸光度，计算出组织中色素含量。单位：ｍｇ／ｇ·ＦＷ。
2.3.2细胞膜透性的测定细胞膜透性的测定采用电导率法〔７８１，以电解质的相对外渗率（％）表示。
2.3.3呼吸速率的测定呼吸速率的测定采用广口瓶法【７９〕，以ＣＯ。的释放量表示。单位：ｍｇ／ｇ·ｈ。２。３，４过氧化氢酶（ＣＡＴ）活性的测定过
氧化氢酶活性的测定采用硫代硫酸钠滴定法〔８０１。单位：ｍｇＨ２０。／ｇ·ＦＷ·ｍｉｎ
2.4不同甲醛浓度对红豆杉叶片超微结构的影响设定室温为２５℃，光照为３３００Ｌｕｘ，然后用密封舱染毒法对红豆杉进行处理，处理时间为５ｈ。染毒５ｈ后取出植物，将叶片切成ｌｍｍＸｌｍｍ大小碎片，迅速浸入经预冷的２％”－－４％的戊二醛内进行前固定，１－２ｈ后用０．１ｍｏｌ／Ｌ、ｐＨ＝７．２～７．４的磷酸缓冲液清洗３次，每次１５ｍｉｎ，然后用１％的锇酸进行后固定，４ｈ后用０．１ｍｏｌ／Ｌ、ｐＨ＝5.5～7.0的磷酸缓冲液清洗３次，每次１５ｍｉｎ。再分别用５０％、７０９６、８０％、９０９６、９５％、１００％的乙醇进行系列脱水，每次１５ｍｉｎ。然后用１００９６丙酮和１００％丙酮（加无水硫酸钠）分别脱水１５ｍｉｎ。最后用Ｅｐｏｎ８１２浸透与包埋，以ＥＭＵＣ６型超薄切片机切片，切片经铀一铅染色后，于Ｔｅｃｎａｉ１２型透射电镜下观察并拍照。实验设四个甲醛浓度，分别为０ｍｇ／ｍ３（对照）、Ｏ．６ｍｇ／ｍ３、１．２ｍｇ／ｍ３、２．５ｍｇ／ｍ３，每个浓度处理设３个重复。各处理均取相同部位的叶片进行电镜观察。
2.5红豆杉可去除甲醛限值的测定及受害症状观察
2.5.1可去除甲醛限值的测定设定室温为２５℃，光照为３３００Ｌｕｘ，然后将供试红豆杉和１０ｍ１４０％甲醛溶液同时放入玻璃舱内，将玻璃舱密封，对红豆杉进行处理，直至红豆杉出现受害症状。同时在另一玻璃舱内放入１０ｍ１４０％甲醛溶液，做空白试验。待红豆杉出现受害症状时用甲醛分析仪分别测定两个玻璃舱内甲醛的浓度。每个处理设３个重复。去除甲醛量（ｍｇ）＝空白测定值（ｍｇ）一处理测定值（ｍｇ）去除甲醛限值（ｍｇ／ｃｍ２）＝去除甲醛量（ｍｇ）／供试红豆杉面积（ｃｍ?）2.5.2红豆杉受害症状观察采用两种方法进行观察。
分别是用肉眼直接观察外表特征的变化和用透射电镜观察超微结构的变化。用透射电镜观察超微结构变化是待红豆杉出现受害症状后进行，将其从玻璃舱内取出后的操作同本部分２．４。
2.6红豆杉自我修复能力的测定第一次处理设定室温为２５”Ｃ，光照为３３００Ｌｕｘ，然后用密封舱染毒法对红豆杉进行处理，处理时间为５ｈ。甲醛浓度设为２．５ｍｇ／ｍ?。用甲醛分析仪分别测定玻璃舱内甲醛初始浓度和实验结束时的浓度。实验结束后将红豆杉放置在室内进行正常养护管理。正常养护第１０天时将其进行第二次处理，方法同第一次处理。每个处理设３个重复。以每次处理去除甲醛百分率作为自我修复能力的评判标准：第一次处理去除甲醛百分率与第二次处理去除甲醛百分率相当则视为其自我修复能力较强，若第一次处理去除甲醛百分率远高于第二次处理去除甲醛百分率则视为其自我修复能力较弱。去除甲醛百分率（％）＝（甲醛初始浓度一实验结束时甲醛浓度）／甲醛初始浓度ｘ１００％
2.7红豆杉去除甲醛机理的探讨
2.7.1红豆杉去除甲醛的途径分别测定光、暗两种处理条件下，红豆杉单位叶面积去除甲醛的量，探讨红豆杉去除甲醛的途径。光、暗处理方法同本部分2.7.2红豆杉通过体表或体内去除甲醛的判定设定室温为２５℃，光照为３３００Ｌｕｘ，然后用密封舱染毒法对红豆杉进行处理，处理时间为５ｈ。５ｈ后将其取出，立刻放入处在相同环境条件下的另一个不含甲醛的玻璃舱内，将玻璃舱密封，
用甲醛分析仪测定舱内初始浓度。每隔Ｏ．５ｈ测定一次舱内甲醛浓度，共测定４次。甲醛浓度设为２．５ｍｇ／ｍ３，实验重复３次。
3.结果
3．1温度对红豆杉去除甲醛的影响
3.1.1温度对红豆杉去除甲醛总量的影响
结果表明，温度对红豆杉去除甲醛总量产生了一定影响。当室温为１６℃时，单位叶面积５ｈ内可去除甲醛总量比室温为２５°Ｃ时，单位叶面积可去除甲醛总量多。这说明，红豆杉在１６。Ｃ时去除甲醛总量高于２５。Ｃ时去除甲醛总量。
3.1.2不同温度下随处理时间的延长红豆杉对甲醛去除量的变化趋势
不同温度下随处理时间的延长红豆杉荷对甲醛去除量的变化趋势显示了不
同温度下随处理时间的延长红豆杉甲醛去除量的变化趋蓟。从中我们可以看到，随着处理时间的延长红豆杉每小时对甲醛的去除量是不同的。不同温度处理下，５ｈ内红豆杉可使模拟舱内温度和相对湿度升高，但是变化幅度不大。因此，不3.2光照对红豆杉去除甲醛的影响
结果表明不同光照处理下，５ｈ内红豆杉模拟舱内温度和相对湿度的影响不同。光照处理下红豆杉可使模拟舱内温度和相对湿度升高，但是变化幅度不大。暗处理下，模拟舱内温度和相对湿度均未发生变化。因此，不同光照处理下，５ｈ内红豆杉对模拟舱内温度和相对湿度的影响都很小或者没有影响。
3.3不同甲醛浓度对红豆杉叶片生理生化指标的影响
3.3.1不同甲醛浓度对红豆杉叶片叶绿素含量的影响
不同甲醛浓度处理对红豆杉叶片叶绿素含量影响不是很大。当甲醛浓度在一定范围内时，随甲醛浓度的升高叶绿素含量呈现先升高后降低的趋势。当甲醛浓度最适时，叶绿素含量达到最高值，比对照略有升高。经甲醛处理后，叶片叶绿素ａ／ｂ升高。但是当甲醛浓度在一定范围内时，随甲醛浓度的升高叶绿素ａ／ｂ也呈现先升高后降低的趋势。当甲醛浓度为最适浓度时，叶绿素ａ／ｂ达到最高值，为对照的一倍多。
3.3.2不同甲醛浓度对红豆杉叶片细胞膜透性的影响
红豆杉叶片细胞膜透性经甲醛处理后发生了明显变化。当甲醛浓度在一定范围内时，随着甲醛浓度的升高细胞膜透性出现逐渐降低的趋势，并且在某一范围内降低最为明显。但是与对照相比，均高于对照。
3.3.3不同甲醛浓度对红豆杉叶片呼吸速率的影响
当甲醛浓度在一定范围内时，随着甲醛浓度的升高红豆杉叶片呼吸速率出现逐渐升高的趋势，但是与对照相比，均低于对照。某一浓度时，呼吸速率比对照降低了一半。
3.3.4不同甲醛浓度对红豆杉叶片过氧化氢酶（ＣＡＴ）活性的影响
经过不同浓度甲醛处理后，ＣＡＴ活性均高于对照。
3.4不同甲醛浓度对红豆杉叶片超微结构的影响
正常叶片叶绿体为椭圆形或卵圆形，由双层膜包被，分布于细胞边缘，排列紧密；类囊体片层清晰可见，堆叠区明显，由单层膜包被，整个叶绿体内部呈现出一个完整的膜系统结构。经０．６－２膜系统结构，类囊体清晰可见。５ｍｇ／ｍ?甲醛处理后，红豆杉超微结构没有发生明显变化，叶细胞未发生形变，叶绿体仍保持完整的
3.5红豆杉可去除甲醛限值的测定及受害症状观察
当红豆杉单位叶面积去除甲醛量达到一定量时，叶片会表现出受害症状，并且成熟叶比幼嫩叶先表现出受害症状，而且同一个叶片上叶尖比叶基先表现出受害症状。从处理开始到表现出受害症状需要ｌ５ｈ。红豆杉叶片受害前后外表特征的变化，正常叶片叶色翠绿，受害后叶色呈褐色。与对照叶片超微结构相比，叶片出现受害症状后，叶细胞由椭圆或卵圆形变为近圆形，叶绿体从细胞边缘向细胞中央区域移动，同时膜系统结构保持完整，但是类囊体单层膜破裂，片层结构分散于基质中，类囊体解体。
3.6红豆杉叶片自我修复能力的测定
第１次处理时，红豆杉对甲醛的去除百分率可达70％。经过第１次甲醛处理后，正常养护ｌＯｄ再进行第２次处理，红豆杉仍然可以去除一定量的甲醛，但是去除量较第一次处理时有所降低，约为第一次去除量的90％。
3.7红豆杉去除甲醛机理的探讨
3.7.1红豆杉去除甲醛的途径，不同光照条件下，红豆杉去除甲醛量是不同的。光照处理时气孔处于打开状态比暗处理时气孔闭合单位叶面积红豆杉去除甲醛
量少。可见，红豆杉可以通过气孔途径和非气孔途径去除甲醛并且通过非气孔途径去除的甲醛量高于通过气孔途径去除的甲醛量。
3.7.2红豆杉去除甲醛后甲醛存在位置的判定用甲醛处理５ｈ后，将红豆杉取出放入另一个不含甲醛的玻璃舱内，每隔０．５ｈ测定一次舱内甲醛浓度，共测定４次，结果是每次测定的甲醛浓度均为零。这说明，红豆杉不会将通过非气孔途径去除的甲醛重新释放出来，被去除的甲醛仍然存在于红豆杉的体表和体内。4结论
（１）不同温度条件下，红豆杉对甲醛的去除效果不同。１６”Ｃ时去除甲醛量高于２５℃时去除甲醛量，并且当温度分别为１６℃与２５℃时，随处理时间的延长红豆杉对甲醛去除量均呈逐渐降低的趋势。
（２）不同光照条件下，红豆杉去除甲醛量不同。光照条件下去除甲醛量低于暗处理条件下去除甲醛量。
（３）不同甲醛浓度下，红豆杉叶片生理生化指标的变化不同。当甲醛浓度在一定范围内时，随甲醛浓度的升高红豆杉叶片叶绿素含量、叶绿素ａ／ｂ与ＣＡＴ活性呈现先升高后降低的趋势，而细胞膜透性逐渐降低，呼吸速率逐渐升高。同时，叶绿素ａ／ｂ、细胞膜透性和ＣＡＴ活性均高于对照，而叶绿素含量和呼吸速率均低于对照。
（４）不同甲醛浓度下，红豆杉叶片超微结构没有发生明显变化。
（５）当红豆杉单位叶面积去除甲醛量达到一定量时，叶片会表现出受害症状，并且成熟叶比幼嫩叶先表现出受害症状，叶片由翠绿色变为褐色，并且对同一个叶片而言，叶尖比叶基部先表现出受害症状。与此同时，超微结构也发生了明显变化，表现为细胞变形，叶绿体完整，但是类囊体发生解体。
（６）经过第１次甲醛处理后，正常养护ｌＯｄ再进行第２次处理，红豆杉叶片去除甲醛量虽然较第１次处理时有所降低，但是去除量约为第一次去除量的90％。因此可以得出，红豆杉具有较强的自我修复能力。
（７）红豆杉可以通过气孔途径和非气孔途径去除甲醛，其中以非气孔途径为主。被去除的甲醛不会被重新释放出来而仍然存在于红豆杉的体表和体内。
技术路线图
参考文献
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4、刘喜梅《观赏植物对甲醛的去除效果及其耐受机理初探》
抗癌药物 ——紫杉醇 一、前沿 1963年美国化学家瓦尼（M.C. Wani）和沃尔（Monre E. Wall）首次从一种生长在美国西部大森林中称谓太平洋杉（Pacific Yew）树皮和木材中分离到了紫杉醇的粗提物。在筛选实验中，Wani和 Wall发现紫杉醇粗提物对离体培养的鼠肿瘤细胞有很高活性，并开始分离这种活性成份。由于该活性成份在植物中含量极低，直到1971年，他们才同杜克（Duke）大学的化学教授姆克法尔（Andre T. McPhail）合作，通过x-射线分析确定了该活性成份的化学结构——一种四环二萜化合物，并把它命名为紫杉醇（taxol）。 紫杉醇具有显著的抗癌活性和独特的作用机理，现主要用于治疗晚期乳腺癌和卵巢癌等癌症。紫杉醇分子结构复杂，具有特殊的三环[6+8+6]碳架和桥头双键以及众多的含氧取代基。其全合成引起国内外许多有机化学家的兴趣。先后共有30多个研究组参与研究，实属罕见。经20多年的努力，于1994年才由美国的R．A．Holton与K．C．Nicolaou两个研究组同时完成紫杉醇的全合成。随后，S．T．Danishefsky(1996年)、P．A．Wender(1997年)、T．Mukaiyama(1998年)和I．Kuwajima(1998年)4个研究组也完成这一工作。6条合成路线虽然各异，但都具有优异的合成战略，把天然有机合成化学提高到一个新水平。 紫杉醇是目前已发现的最优秀的天然抗癌药物,在临床上已经广泛用于乳腺癌、卵巢癌和部分头颈癌和肺癌的治疗.紫杉醇作为一个具有抗癌活性的二萜生物碱类化合物,其新颖复杂的化学结构、广泛而显著的生物活性、全新独特的作用机制、奇缺的自然资源使其受到了植物学家、化学家、药理学家、分子生物学家的极大青睐,使其成为20世纪下半叶举世瞩目的抗癌明星和研究重点,包括寻找新的生物资源、化学全合成、半合成、衍生物制备、生物转化、生物合成、生物工程、构-效关系研究、作用机制研究、药理学和药效学等研究.2011年是发现紫杉醇结构40周年,对紫杉醇发现的曲折历史过程进行回顾和总结,以纪念这一伟大发现并纪念为紫杉醇的研究与第二代紫杉醇的开发作出贡献的科学家。 二、紫杉醇的制备 1.1 天然红豆杉植物提取 紫杉醇的最直接来源是对天然植物红豆杉属种的提取红豆杉属植物共11种，我国有4种及1种变种，它们分别是云南红豆杉、西藏红豆杉（又名喜马拉雅红豆杉）、中国红豆杉、东北红豆杉、南方红豆杉（又名美丽红豆杉）。由于这些植物数量极少，自身繁殖率低，生长缓慢，且紫杉醇的含量又极低（每千克干树皮最多只能得到50~150mg 的纯紫杉醇），生产1g紫杉醇需砍伐3~4棵60年树龄的大树。在这种情况下，要获得足够的紫杉醇用于临床研究和基础研究，单纯靠从天然植物树皮中提取必将给红豆杉属植物的在自然界中的生存带来极大的威胁。但由于从树皮中提取紫杉醇的工艺已经成熟且工业化，因此，人们可利用人工栽培的方法来解决天然资源不足的问题. 1.2人工栽培
紫杉醇综述 摘要：紫杉醇具有显著的抗癌活性和独特的作用机制，它的问世被誉为20世纪90年代国际上的抗癌药三大成就之一。本文综述了近年来对红豆杉的资源概括、抗癌机制、化学成分、制备方法、不良反应等方面的新研究进展，对当前工作中存在的问题进行了探讨。 关键词：紫杉醇、红豆杉、抗癌、植物组培、不良反应 前言 全世界60亿人口中，每年约新增800万癌症患者，600多万人死于癌症，几乎每6秒钟就有一名癌症患者死亡。癌症严重地威胁着人类的生命和健康，因此寻找有效的抗癌药物成为研究的热点。早在1958年美国癌症协会就发起一项历时20余年、筛选35000多种植物物种提取物的计划。在计划实施过程中，1963年美国化学家瓦尼和沃尔首次从生长在美国西部大森林中称太平洋杉中分离到了紫杉醇的粗提物。并发现紫杉醇粗提物对离体培养的鼠肿瘤细胞有很高活性。由于该活性成份含量极低，直到1971年，他们才同杜克（Duke）大学的化学教授姆克法尔合作，通过x-射线分析确定了该活性成份的化学结构——一种四环二萜化合物，并把它命名为紫杉醇。1992年12月紫杉醇被FDA批准上市，目前紫杉醇已成为世界公认的强活性广谱抗癌药物。然而由于这种天然化合物资源极其有限，严重的限制了其研究和应用的进度。同时尖锐的供需矛盾也在医学、化学和植物组织培养领域中引起了一场非同寻常的广泛研究，以增加这种化合物的来源和寻找高效、低毒、来源丰富的紫杉醇类似物[1]。 一红豆杉资源 紫杉又名红豆杉、赤柏松，为紫杉科紫杉属长绿针叶乔木，是世界珍稀濒危物种，国家一级保护植物。因其药用价值巨大，世界各国将其列为“国宝”，素有“植物黄金”之称。目前在我国共有4个种和1个变种，即云南红豆杉、西藏红豆杉、东北红豆杉、中国红豆杉和南方红豆杉（变种）。但在我国资源并不丰富。 [2]野生红豆杉一般散生在海拔2500-3000米的深山密林中，成材需50-250年，
紫杉醇 【中文名称】：紫杉醇 【英文名称】：Paclitaxel 【定义】：从紫杉(Taxus brevifolia)的树皮中提出的一种化合物。是微管的特异性稳定剂，可促进微管的装配和保持微管稳定。 【所属】：属于萜类，双萜生物碱 【分子式为】：C47H51NO14，分子量：853.90 【结构式】： 【理化性质】：从甲醇析出针状结晶或无定形粉末；熔点213～216℃(分解)； [α]D20-49°(甲醇)；UV最大吸收(甲醇)：227，273nm(ε29800， 1700)；为白色结晶粉末，不溶于水，易溶于氯仿、丙酮 等有机溶剂 【结构特点】：含有酯键，对碱不稳定；含有环氧丙烷环，具有抗癌活性；含有的N原子处于酰胺状态，不显碱性；紫杉醇结构中无苷键，对酸 相对稳定；紫杉醇可与MnO2发生氧化反应，且不易还原。 【高效分离纯化紫杉醇的方法】 包括：ａ、萃取，以红豆杉为原料获得含有紫杉醇的提取物；ｂ、去除胶质，除去提取物中的胶质杂质；ｃ、分离纯化。 紫杉醇生产工艺如下： 红豆杉树皮粉碎（越细越好），８５％～９５％酒精，３５－５５℃热回流浸提三次，５０－７０℃真空减压浓缩至热测比重１．１～１．２
ｇ／ｍｌ，氯仿萃取，萃取液浓缩成膏状，得紫杉醇含量１％氯仿膏，将紫杉醇含量１％氯仿膏加氯仿溶解完全，加硅胶搅拌均匀，凉干，过筛，填装到层析柱中，氯仿－甲醇梯度洗脱，ＴＬＣ检测，分段合并浓缩，得紫杉醇含量５～８％半成品，将紫杉醇含量５～８％半成品加丙酮溶解完全，加硅胶搅拌均匀，凉干，过筛，填装到层析柱中，丙酮－石油醚梯度洗脱，ＴＬＣ检测，分段合并浓缩，得紫杉醇含量２０～２５％半成品，用丙酮－石油醚系统结晶３～４次，抽滤，５０℃真空减压干燥，得紫杉醇含量７５～８０％半成品，１６Ｍｐａ压力层析分离，ＴＬＣ检测，分段合并浓缩，目标段浓缩物丙酮－石油醚结晶，抽滤，干燥，得紫杉醇含量≥９９．５％成品； 去除胶质的过程为：高压硅胶层析柱层析去除胶质，同时将紫杉烷化合物分离为紫杉醇、三尖杉宁碱、７－表紫杉醇３部分。 【药理作用】 ①作用机理微管在维持正常细胞功能，包括有丝分裂过程中染色体的移动、细胞形成的调控、激素分泌和细胞受体的固定等具有重要作用。微管蛋白是微管形成的重要基础。紫杉醇就是作用于微管月踢缺管蛋白系统，可促进微管蛋白装配成微管，并抑制微管的解聚，从而导致微管束的排列异常，形成星状体，使仿锤体失去正常功能，导致瘤细胞死亡闭。 ②药效学紫杉醇主要影响L一1210细胞的周期移行，使细胞阻碍断在q期和M期[51。使瘤细胞不能分裂变大，井出现多核细胞，阻断有丝分裂。 ③药效学紫杉醇静脉给药后广泛分布于各组织中，其中肝、脾、肺及大肠中放射性较高小肠、脂肪及骨髓中次之，脑及肌肉中放射性较低。给药后12h尿排泄多于粪中排泄量，给药后72h尿粪中的总排泄量占给药量的74%，.. 胆汁中排泄量在给药后3h即占给药量的59.4%，.. 终末半衰期平均为5.3-17.4ho ④量效关系紫杉醇存在个体差异，AUC波动范围较大[6,7]，在 4.367 一 16.0128mg几.h之间，疗效与剂量无多大关系，而疗效与用药后的即刻浓度(Cmax)有一定关系。提示为了改善病人的疗效而进行血浓度测定，并根据监测结果指导合理用药是必要的。
探讨紫杉醇的临床应用 摘要:目的：了解紫杉醇在肿瘤方面的临床应用与发展状况。方法：查阅近些年国内外相关资料进行总结综述。结果：临床所应用的抗肿瘤药物紫杉醇，对非小细胞肺癌、乳腺癌、胃癌、卵巢癌、食管癌等癌症都有治疗效果。对于宫颈癌、头颈部肿瘤、对肝细胞增殖有明显的抑制作用，用于晚期鼻咽癌、膀胱癌等都有一定的疗效。结论：目前临床所应用的抗肿瘤药物紫杉醇，可以阻断癌细胞分裂，对非小细胞肺癌、乳腺癌、胃癌、卵巢癌、食管癌等癌症有较好疗效。 关键词：抗癌药; 紫杉醇；临床应用；作用机制； 0引言 全世界6O亿人口中，每年约新增800万癌症患者，600多万人死于癌症，几乎每6秒钟就有一名癌症患者死亡。癌症严重地威胁着人类的生命和健康，因此寻找有效的抗癌药物成为研究的热点。早在1958年美国癌症协会就发起一项历时2O余年、筛选35000多种植物物种提取物的计划。在计划实施过程中，1963年美国化学家瓦尼和沃尔首次从生长在美国两部大森林中称太平洋杉中分离到了紫杉醇的粗提物。并发现紫杉醇粗提物对离体培养的鼠肿瘤细胞有很高活性。由于该活性成份含量极低，直到1971年，他们才同杜克(Duke)大学的化学教授姆克法尔合作，通过X一射线分析确定了该活性成份的化学结构——一种四环二萜化合物，并把它命名为紫杉醇。1992年12月紫杉醇被FDA批准上市，日前紫杉醇已成为世界公认的强活性广谱抗癌药物。 1紫杉醇的说明书（表一）[10] 表一剂抗肿瘤药-紫杉醇 药物名称紫杉醇 药物别名紫杉醇、特素、紫杉素、紫素taxifolin、taxusin 英文名称paclitaxel 说明紫杉醇治疗卵巢癌、乳腺癌有良好效果，对治疗前列腺癌、上消 化道癌、小细胞性和非小细胞性肺癌前景良好 功能作用剂量自15mg／平方米起，逐步加大到300mg／平方米不等，大部 分患者用量为150～275mg／平方米。用10％右旋糖酐稀释至 500ml，静脉滴注3、6或24h不等。以3～21天为1疗程，根据 病情患者需要接受1～4个疗程。 [制剂与规格]每安瓿5ml，含 30mg(剂型为50％无水酒精和50％聚氧乙基代蓖麻油)。每盒1 安瓿，20盒为1包装。 [贮藏]出厂原包装，贮存于2～8℃(36～
紫杉醇 1.紫杉醇的发现和历史 2.紫杉醇的化学结构 3.紫杉醇的提取分离方法 4.紫杉醇的合成研究 5.常见的几种紫杉醇药物 6.个人感想 1.紫杉醇的发现和历史 紫杉醇是红豆杉科红豆杉属植物的次生代谢产物，这类植物主要分布于北半球的温带至亚热带地区，全世界共有11种。最初，紫杉醇是从短叶紫杉（Taxus brevi folia）的树皮中分离获得的，在它的抗癌作用被发现之前，林木工人通常把它砍了当柴烧或者用来做篱笆。早在1856年德国科学家Lucas·H开始对Taxus baccata Linn(浆果红豆杉)进行化学研究，并从其叶片中提取出粉状碱性成分Taxine,但在随后的100多年里没有多大的研究进展。直到20世纪60年代，随着光谱技术的飞速发展，科学家才开始对红豆杉属的植物有了比较深入的研究。20世纪初，人们发现美国西部山区的一个有一片红豆杉林的小城镇中的居民很长寿，他们的寿命最短的在95岁以上，绝大多数的人寿命超过100岁，而且百岁老人随处可见。科学家到那里考察发现当地居民除了两个与其他地方居民不同的生活习惯外，其余的都差不多。一是当地居民喜欢采摘山林中的红豆杉树叶泡茶喝；二是经常去红豆杉林中散步或运动。这种现象引起了科学家对红豆杉的研究兴趣，他们从红豆杉树皮中提取出一种对许多类型的肿瘤细胞有细胞毒作用的提取物——紫杉醇。后来研究表明其化学结构为紫杉烷类中的一种四环二萜类化合物【1】。 1962年8月，在美国农业部任职的植物学家Barclay响应由美国国立癌症研究所（National Cancer Institute ,NCI）发起的植物提取物抗癌活性成分筛选研究,收集了7Kg太平洋紫杉的树皮寄回了NCI。这些样品后来经NCI北卡罗莱纳州“研究三角学院”（Research Triangle Institute ,RTI）分馏实验室的美国化学家Wani博士和Wall博士。他们分离提取得到紫杉醇的粗提物，在筛选实验中他们发现紫杉醇粗提物对离体培养的鼠肿瘤细胞有很高的抑制活性，有强烈的KB细胞毒作用及抗小鼠肉瘤和抗白血病活性。1966年9月，他们分离出了一个有活性得到纯化合物，并确定了其分子式为C47H51NO14，但是得率很低，只有万分之零点四。1967年6月，Wall将这个化合物命名为紫杉醇（taxol），-ol表示醇类（因为他们确信其有一个醇羟基），而tax-指它来自taxus。1971年，Wani和Wall与杜克大学（Duke University）的化学教授Mcphail合作，研究分析并确定其结构。1971年5月，他们在美国化学会杂志（Journal of the American Chemical Society ,JACS）上报道了这个初显抗
紫杉醇的价值和应用 【摘要】：紫杉醇是从太平洋紫杉树皮中分离出的微管稳定化合物，已作为抗肿瘤药物应用于临床，特别是紫杉醇的化学结构与其药理活性的构效关系获得了重要成果。综述紫杉醇的作用机制、作用种类以及其代表曼地亚红豆杉的生物学特性及品系、生理生态、繁殖技术、细胞培养、分离纯化工艺等方面的研究进展。 【关键词】：癌症新型抗癌药紫杉醇次生代谢产物 研究发现，紫杉醇（0.5~2nmol/L）可使转移性的胸腺癌细胞株以及LPS、α—肿瘤坏死因子（TNF—α）和IL—1β遇到的人单核细胞和HUVEC TF活性显著降低、TF表达和TFmRNA量明显下调，表明紫杉醇能够显著降低肿瘤细胞和宿主细胞TF活性和表达，并推测其抗肿瘤机制可能是通过调节肿瘤细胞和宿主细胞的促凝活性实现的。另一方面，紫杉醇（10μmol/L）能显著上调人主动脉内皮细胞TF表达，提高凝血酶诱导的人内皮细胞TF蛋白表达，并呈剂量和时间依赖性，TF活性和TFmRNA表达也有显著提高，并表明其作用机制是对微管的稳定性作用和选择性激活c—Jun氨基末端激酶（JNK），从而为防治紫杉醇等药物洗脱支架血栓形成提供参考依据。而紫杉醇对于细胞TF表达的双向性，可能与不同的靶细胞、诱导物质以及紫杉醇作用浓度等多因素有关。 一、紫杉醇的治疗方面 紫杉醇主要用于卵巢癌和乳腺癌的治疗，其作用机制包括：1.作用于细胞微管/微管蛋白，抑制微管解聚，从而导致微管束的排列异
常，使纺锤体失去正常功能，使细胞死亡；2.在缺少鸟甘三磷酸（GTP）与微管相关蛋白（MAP）的条件下诱导形成无功能的微管。 胃癌是临床上最常见的恶性肿瘤之一，在全球范围内，胃癌的发病率位居所有恶性肿瘤的第二位，死亡率为癌症死亡的第四位。肿瘤的发生机制之一，是由于正常的细胞凋亡过程被抑制，破坏了细胞增殖与凋亡之间平衡的结果。紫杉醇是近年来出现的一种新型抗癌药，主要是通过作用于微管系统而抑制细胞分裂。紫杉醇具有广泛的抗肿瘤作用，如卵巢癌、乳腺癌、黑毒素、肺癌等。不同分化程度胃腺癌细胞对紫杉醇敏感度不同，肿瘤细胞分化程度越低，对同种化疗药物的敏感度越低。 二、紫杉醇的推广 紫杉醇系FDA于1992年12月批准上市的一种抗癌药，由于其副作用相应小于其他抗癌药物，已成为临床上广泛使用的首选抗癌药物。现行的紫杉醇制剂虽然已得到广泛应用，但其仍存在很多不足，例如稳定性和水溶性较差；与某些静脉输入设备不相容以及严重的过敏反应等。 目前，紫杉醇的研究大多集中在注射剂，由于注射剂辅料选择有限，仅用环糊精进行简单包合，包含物稀释后易出现沉淀。于是，现向复方紫杉醇口服制剂发展。 三、曼地亚红豆杉 曼地亚红豆杉是东北红豆杉和欧洲红豆杉的天然杂交种，其枝叶中的紫杉醇量较高，是利用红豆杉树皮提取抗癌药物紫杉醇的最佳替
课程名称细胞工程 课题紫杉醇的大规模培养及其影响因素学院酿酒与食品工程学院专业生物工程姓名 学号 指导老师老师
紫杉醇的大规模培养及其影响因素 钟坤1 酿酒与食品工程学院生工112班 摘要：紫杉醇是一个从红豆杉植物中提取的对多种癌症都具有较好疗效的天然药物。近几年植物细胞培养生产紫杉醇的尝试性研究不断有突破性进展，综合当今研究报告，对利用植物细胞培养大规模生产紫杉醇过程及其影响因素作一定的分析与概述。 关键字：紫杉醇、细胞培养、红豆杉、影响因素 紫杉醇是一种复杂的天然的抗癌药物，属于二萜生物碱，其基本结构由浆果赤霉素Ⅲ和连接其13位碳上一苯丙氨酸衍生物构成。1982年紫杉醇开始在临床上进行试验，1989年完成II期临床，1990年进行Ⅲ期临床，1992年12月29日美国正式批准用于晚期卵巢癌、肺癌、子宫癌的治疗。它是经认证、目前最好的天然抗癌药物之一，可广泛用于肺鳞癌、肺腺癌、乳腺癌、睾丸胚胎癌、卵巢癌、恶性胸腺癌、胆囊癌、食道癌、非小细胞肺癌、淋巴瘤、膀胱癌、生殖细胞癌、头颈癌等肿瘤的治疗，特别是晚期卵巢癌的治疗。1995年中国医学科学院药物研究所研制的国产紫杉醇原料(从云南红豆杉、西藏红豆杉、东北红豆杉、中国红豆杉和美丽红豆杉五种植物中提取，纯度达98％以上)、据估算，从1000~2000棵稀有的紫杉树皮中只能提取lkg紫杉醇，而对l例病人制各充足的药物需3～4棵百年的老红豆杉树。由于红豆杉属植物中紫杉醇的含量极低，远远不能满足市场的要求。为了解决紫杉醇供需之间的尖锐矛盾，多年来，科学家在寻找及扩大紫杉醇药源途径方面做了大量工作，紫杉醇的全合成已取得成功，但皆因路线长，收率低等原因目前无法实现工业化．化学半合成是一条扩大紫杉醇来源的较好途径，国外已用半合成法生产紫杉醇，但化学半合成所用前体巴卡亭III和10一去乙酰巴卡亭III等仍要依赖于从红豆杉属植物中提取，限制了它的应用，利用植物细胞培养技术生产紫杉醇是一种大有前途的途径。
紫杉醇 紫杉醇，白色结晶体粉末。无臭，无味，难溶于水，易溶于甲醇、乙腈、氯仿、丙酮等有机溶剂。主要以红豆杉为原料的提取物，【从紫杉醇产生菌中提取，化学合成法,利用红豆杉细胞培养生产】英文名称Paclitaxel[,p?kli't?ks?l]，别名泰素，紫素，特素，化学名称5β，20-环氧-1，2α，4，7β，10β，13α-六羟基紫杉烷-11-烯-9-酮-4，10-二乙酸酯-2-苯甲酸酯-13[（2R，3S）-N-苯甲酰-3-苯基异丝氨酸酯]，分子量853.92，分子式C47H51NO14。 药理作用机制：紫杉醇可使微管蛋白【组成微管的蛋白质】和组成微管的微管蛋白二聚体失去动态平衡，诱导与促 进微管蛋白聚合、微管装配，防止解聚，使微管【一种具有极性的细胞骨架，微管的功能：维持细胞形态，辅助细胞内运输，与其他蛋白共同装配成纺锤体，基粒，中心粒，鞭毛，纤毛神经管等结构】稳定，从而阻止癌细胞的生长。 紫杉醇的衍生物：多烯紫杉醇是在对紫杉醇结构改造过程中合成出来的紫杉醇衍生物，生物利用度好，毒副作用小。紫杉醇的应用：紫杉醇是目前国际上抗癌效果最好，广谱性强，副作用较小，是作用机制全新的一种理想抗癌药物， 主要适用于卵巢癌和乳腺癌，对肺癌、大肠癌、黑色素瘤、头颈部癌、淋巴瘤、脑瘤也都有一定疗效。目前应用相对比较成熟的有以下一些方面： 1.在治疗卵巢癌方面，紫杉醇早已经是卵巢癌治疗得到首选药物了。经过了许多临床试验表明，不管是单一使用还是联合用药，都远好于传统化疗法治疗这种癌症。紫杉醇还可联合顺铂治疗晚期卵巢癌,紫杉醇是一种新型的具有抗微管作用的抗肿瘤药物。 2.在治疗子宫颈癌方面，紫杉醇的地位没有像治疗卵巢癌那么重要，但是随着紫杉醇在这方面的应用的增加，它的地位也日显重要。在子宫颈癌治疗的研究有三方面：对于局限性晚期宫颈癌的先期化疗应用，晚期或复发性病例的治疗以及放射治疗的增敏。 3.在治疗乳腺癌方面，紫杉醇的药效相对较高，单药效大于一半，在治疗此类的药物中药效算是较好的一种。为了更好的使用紫杉醇治疗乳腺癌，紫杉醇配合其他药物使用效果会更好，比如紫杉醇加表阿霉素治疗进展期乳腺癌效果令人很满意，不良反应相对较小，对既往蒽环类耐者仍有效，值得临床推广应用。 4.在肝癌治疗方面，紫杉醇对人肝癌SMMC-7721细胞有着重要作用，可以抑制肝癌细胞的生长和增殖，并引起此类细胞出现细胞凋亡现象，达到控制并破坏肝癌细胞效果。紫杉醇对人肝癌SMMC-7721细胞有诱导凋亡的作用，以此达到治疗肝癌的效果。 紫杉醇的医疗应用远不止以上几个方面，还有治疗：局部晚期非小题细胞肺癌，晚期胃癌，食道癌等方面，都得到了广泛的应用。但是紫杉醇的使用也像其他药物一样存在副作用，只要有的不良反应有骨髓抑制，关节痛，肌肉痛，心脏毒性，神经系统毒性及胃肠道反应等。但相对其他药物的副作用是较小的，很有应用价值，也是最容易被接受的。 临床研究表明在应用紫杉醇类药剂的同时给病人服用麦芽硒【麦芽硒能阻断多种致癌因素诱导的DNA损伤,起到防癌 作用，即起到抗癌细胞增殖的作用】可以帮助降低心血管毒性和肠胃反应，部分癌细胞对于紫杉醇敏感度较低，这时麦芽硒可以起到帮助控制杀灭这类癌细胞的作用，另一方面它对于提高白细胞的活性也已经得到证实。 研究现状：当前紫杉醇的研究主要有两个方面：一方面是在对紫杉醇的生产及获取方面的研究；另一方面是对紫杉 醇的临床应用的研究探索。对于治疗方面的研究存在不小的价值,只要进一步寻找剂量的使用和疗效之间的关系，跟其他药物协同治疗【例如麦芽硒】癌症的研究和尽可能减小副作用等方面的研究。在剂量方面，现在研究学者对治疗癌症选用大剂量好还是选用小剂量好的问题上，还无法弄清楚。随着紫杉醇的研究的深入，相信在不久将来会给数以万计的癌症患者带来更大佳音。
紫杉醇的抗癌研究 摘要 延长生命并提高存活质量是抗癌的新要求。植物药的紫杉醇(paclitaxel,商品名Taxo1)是从红豆杉的树皮、树根及枝叶中提取的一种化合物,是近年国际市场上最热门的抗癌药物,并已取得了巨大的进展。美国肿瘤研究所认为,紫杉醇是人类未来20年间最有效的抗癌药物之一。 关键词紫杉醇抗癌疗效 第一部分综述 随着近年来癌症患者的增多, 癌症给病人和家人带来了肉体和精神上的伤害, 各种抗癌剂的副作用带来的反应使病人在延长生命的同时也饱受副反应之苦。延长生命并提高存活质量是抗癌的新要求。只有向天然药物要药。近年海洋药物的研究逐步深入, 海洋药物中的皂苷抗癌作用备受关注。美国国家癌症协会( N C I ) 在上世纪5 0 年代末为了寻找安全有效的抗肿瘤药物, 在35000 种植物提取物中进行筛选,这项运动历时20 余年,紫杉醇于1992 年12 月29 日被美国FDA 批准用于治疗晚期卵巢癌。 紫杉醇(paclitaxel , 商品名Taxol) 是一种在红豆杉科( Taxaceae L.) 红豆杉属( Taxus L.) 生长缓慢的长绿乔木中分离提取到的天然化合物。紫杉醇是目前全世界公认治疗肿瘤的有效药物,也是全球抗癌药物研究的热点。近年来,紫杉醇无论在药理活性、分离测定方法、提取纯化技术、化学结构修饰、类似物的化学结构及其生物活性和主要活性物质的人工合成或半合成,还是新的药物制剂与剂型及其类似物的开发与利用等方面的研究,都取得了巨大的进展。 植物药的紫杉醇是近年国际市场上最热门的抗癌药物, 并已取得了巨大的进展。美国肿瘤研究所认为, 紫杉醇是人类未来 2 0 年间最有效的抗癌药物之一。 早在1856 年Lucas 就从浆果红豆杉的叶中提取到过粉状紫杉碱(taxus) ,但当时未引起人们的注意。100 年后的1958 年美国国家癌症研究会(NCI) 耗资250 亿美元,历时20多年(1958 —1980 年) ,对3 500 余种植物中的11 万多个化合物的抗癌活性进行了筛选。1971 年从短叶红豆杉Taxus brevi folia Nutt1 的树皮中首次分离得到紫杉醇,并证实了其抗癌活性。1975 —1976 年通过药理实验证明紫杉醇对B216黑素瘤及人体肿瘤裸鼠异种移植瘤(乳腺癌、肺癌及结肠癌) 有活性。到20 世纪70 年代末,证明其活性机制为在细胞增殖期的G2 期,抑制纺锤体和纺锤丝的形成,从而抑制有丝分裂,阻止癌细胞的增殖。紫杉醇的这种独特的药理作用加快了其临床研究的步伐,1982 年Ⅰ期临床试验开始,1989 年完成Ⅱ期临床试验,1990 年进入Ⅲ期临床试验,并证实了对卵巢癌和乳腺癌的疗效。1992 年12 月29 日美国食品药品监督管理局( FDA) 和加拿大政府正式批准紫杉醇用于治疗卵巢癌,1993 年12 月批准用于治疗乳腺癌。1993 年11 月该产品被法国政府批准上市。随后,陆续在瑞典、奥地利、丹麦、德国、卢森堡、
ｉ蕉壹匡荭２２堂生２旦筮２§鲞筮！翅』丛趔！墅丛鲤。型Ｙ！鲤！。！堕：堑：№：兰 紫杉醇类化合物抗肿瘤作用机制研究 王世卿 【关键词】柴杉醇类化舍物；抗肿瘤药；作用机制；肿瘤治疗 【中图分类号】Ｒ９７９．１【文献标识码】Ａ【文章编号】１００８．７０４４（２００８）０４－０３７５－０２ 紫杉醇（Ｐａｌｉｔａｘｅｌ，商品名Ｔａｘｏｌ，ＰＴＸ）最初是从紫杉（红 豆杉）树皮中分离提取的具有高效抗肿瘤活性的天然产物。 现已通过合成、细胞培养、真菌发酵、基因工程等途径获得紫 杉醇类化合物。近年来，紫杉醇类化合物被证实对卵巢癌、乳 腺癌、食管癌、肺癌等多种恶性肿瘤具有确切的疗效，是当前 国际公认的额型抗肿瘤药。由于其具有独特的抗癌机理，对 其机理的研究一直国际关注的热点。 １阻滞肿瘤细胞有丝分裂 微管是真核细胞的一种组成成分，它由两条类似的多肽 （ｄ和Ｂ）为单位构成的微管蛋白二聚体形成。微管具有构成 细胞网状支架，维持细胞形态，参与细胞运动，参加细胞器的 位移及胞内物质运输等功能，尤为重要的是染色体的分裂和 位移，均需在微管的帮助下进行。正常情况下，微管和微管蛋 白二聚体之间存在动态平稳，微管在钙离子的作用下解聚，有 丝分裂时形成纺缍体和纺缍丝，牵引染色体向两极移动。紫 杉醇结合到ｐ?微管蛋白的Ｎ－端第３１位氨基酸和２１７－２３１位 氨基酸位点，促进微管聚合并稳定微管结构。阻止其解聚成亚 单位，进而影响微管聚合与解聚的动态平衡，阻碍纺缍丝的形 成，导致细胞周期停滞于Ｇ２／Ｍ期，快速分裂的肿瘤细胞出现 生长抑制而死亡…。紫杉醇还能抑制有丝分裂所必需的微管 网的正常动态再生，防止正常的有丝分裂纺锤体的形成，导致 染色体断裂并抑制细胞复制和移行。紫杉醇也能改变细胞的 有丝分裂过程，使有丝分裂持续的时间从０．５ｈ增加到１５ｈ， 并抑制细胞质分裂旧Ｊ。高浓度的紫杉醇能使细胞形成稳定的 微管束，生成大量的微管聚合物，使细胞分裂停滞于Ｇ２／Ｍ 期。用低浓度（１０ｎｍｏＬ／Ｌ）的紫杉醇处理ＨｅＬａ细胞（２０ｈ）能 诱导９０％的细胞停滞于Ｇ２／Ｍ期，主要是由于抑制了纺缍体 的运动而造成的。当除去培养基中的紫杉醇（１０—１０００ｎｍｌ／ Ｌ），被阻滞的细胞不能继续繁殖，这些细胞不能通过分裂后期 或胞质分裂期，而是进入一个类似于分裂间期的状态，没有额 外的ＤＮＡ合成和多倍体的形成，ＤＮＡ继续降解为核小体，细 胞在４８－７２ｈ内死亡ｐＪ。 ２诱导细胞凋亡 ２．１紫杉醇诱导细胞凋亡与Ｆａｓ／Ｆａｓｌ信号传导系统Ｆａｓ／ Ｆａｓｌ信号传导系统是细胞凋亡信号传导的重要途径之一。用 Ｆａｓｌ抗体可以抑制紫杉醇诱导的凋亡，表明紫杉醇诱导细胞 凋亡与Ｆａｓ／Ｆａｓｌ相关¨１。实验中发现，紫杉醇作用于人肉瘤 细胞Ｓａｏｓ－２后Ｆａｓ的表达持续升高，Ｆａｓｌ的表达也增高了３ 倍。说明Ｇ２期阻滞后，紫杉醇通过陆／Ｆ鹳ｌ系统诱导Ｓａｏｓ－２ 【作者单位】辽东学院医学院教务科．辽宁丹东ｌ１８００２ 【作者简介】王世卿（１９６７一）．女，山东淄博市人，副教授，大学。?３７５? 细胞凋亡【，Ｊ。也有人检测了６种表达Ｆａｓ／Ｆａｓｌ的肺癌细胞经 紫杉醇处理后该通路的功能，结果只在一株肺癌细胞中发现 Ｆａｓ表达升高№ｊ。Ｆａｓ／Ｆ硇ｌ信号传导系统在紫杉醇诱导细胞 凋亡中所起的作用不同，可能与细胞类型不同有关，也可能与 肿瘤细胞产生耐药性有关。 ２．２紫杉醇诱导细胞凋亡与半胱氨酸蛋白酶（ｃ酗ｐ鹳ｅｓ）家族 ｃ船ｐ蹈ｅｓ家族以非激活的酶原形式存在于细胞内，一旦被激 活，将有序地引入各种ｃ∞ｐ鹊ｅｓ参与下游的一系列蛋白水解 的连锁反应，引起细胞凋亡。用紫杉醇处理ＢＪＡＢＢｕｒｋｌｔｔ样 淋巴瘤细胞时发现，ｃ鸹ｐａｓｅｓ－３被激活早于凋亡细胞ＤＮＡ梯 形条带的出现，也早于细胞形态学的变化。用ＧＤＰ解离抑制 剂进行的研究也证明紫杉醇诱导的细胞凋亡首先激活了 ｃ鹊ｐ鹊ｅｓ－３¨１。Ｐｕｃｉ等证明，紫杉醇作用于人肉瘤细胞Ｓａｏｓ－２ １６ｈ后激活了ｃ鲳ｐａｓｃｓ一３。用ｚ．ＶＡＤ．ＦＭＫ和Ｚ．ＤＥＶＤ．ＦＭＫ抑 制ｃａｓｐａｓｅｓ可使Ｓａｏｓ－２细胞免受紫杉醇诱导的凋亡＂】。过渡 表达的Ａｐａｆ－Ｉ可增强人白血病ＨＬ－６０细胞对治疗浓度下紫杉 醇的敏感性，这种增强与ｂｃｌ－２，ｂｃｌ－ｘｌ，ｂａｘ，Ｆａｓ或Ｆａｓｌ表达的 变化无关，而与ｃ∞ｐａｓｅｓＯ和ｃ∞ｐ髂ｅ８－３的剪切活性有关。还 有研究发现紫杉醇处理肺癌细胞后，ｃａｓｐａｓｅｓ４也被激话∞】。 ２．３紫杉醇诱导细胞凋亡与ｃ２Ｍｏｓ基因表达Ｃ２Ｍｏｓ是抑 制ｐ３９原癌基因表达的一个重要的细胞因子。有研究发现用 ５０．ｇ／ｍｌ（ＩＣ５０）的紫杉醇处理人卵巢癌ＳＫＯＶ３细胞后，观察 到细胞分裂阻滞、ｃｙｃｌｉｎＢｌ表达增多和ｃｄｃ２／ｃｙｃｈｎＢｌ激酶的 活化，２４ｈ后出现细胞凋亡，４８ｈ后达高峰。Ｃ：Ｍｏｓ基因的表 达及活化出现在２４ｈ后，与细胞凋亡同步¨Ｊ。用喜树碱、长 春新碱等作用于微管的抗癌药物处理ＳＫＯＶ３细胞，均能诱导 Ｃ：Ｍｏｓ基因的表达及活化，而且这种作用发生在细胞分裂停 滞之后，与细胞凋亡同步一Ｊ。提示紫杉醇诱导的细胞凋亡可 能是由Ｃ：Ｍｏｓ基因的表达所介导。关于紫杉醇诱导的Ｃ：Ｍｏｓ 基因表达正在进一步的研究中。 ２．４紫杉醇诱导细胞凋亡与ｂｃｌ－２基因家族Ｂｃｌ－２家族中 一些成员促进凋亡，如Ｂａｘ基因；另一些则阻碍凋亡，如Ｂｅｌ－２ 基因¨…。有研究表明紫杉醇诱导ＭＣＦ２７细胞凋亡时ｂｅｌ２２ 降低、ｂａｘ增加，同时ｂｃｌ２２／ｂａｘ的比率亦随时间延长及剂量的 增加而逐渐下降，呈现出明显的时间及剂量依赖性¨¨。一般 认为，Ｂｄ－２通过与其家族中的其它成员，如ｂａｘ形成二聚体 起到抑制凋亡的作用。磷酸化的Ｂｃｌ－２不能与ｂａｘ同源结合， 致使游离ｂａｘ水平增高，造成凋亡的有利条件。人们发现紫 杉醇诱导的细胞凋亡往往伴随着Ｂｃｌ２２的磷酸化¨“。紫杉醇 与其它作用于微管的药物有类似之处，都具有使Ｂｃｌ－２高磷酸 化作用。有研究表明，Ｒａｆ２１是紫杉醇诱导细胞凋亡的重要介 质。Ｒａｔ２１是细胞繁殖和生长信号转换的一个重要介质，与上万方数据
红豆杉组织培养生产紫杉醇的研究进展 李西齐 哈尔滨工业大学（威海）山东威海生物工程系（07201） 摘要：红豆杉是珍稀药用裸子植物,其内含物紫杉醇对癌症尤其是乳腺癌和卵巢癌有显著治疗效果,但其天然来源物种稀少,濒临灭绝。实现工业化生产紫杉醇是解决紫杉醇药源需求的最佳途径。利用红豆杉组织培养技术,在人工环境中对红豆杉组织细胞进行培养,筛选高产紫杉醇细胞系,可以实现大量、连续地生产目的产物紫杉醇。红豆杉组织培养体系建立是组织培养技术生产紫杉醇中的关键,通过这个阶段对红豆杉组织器官培养,获得稳定生长、增殖的细胞,为筛选高产紫杉醇细胞系建立基础。从上世纪七八十年代至今许多优秀的研究人员对这一课题进行了不断的探究和创新，在组织培养和提取方法上做了许多的优化。本文综述了国内外红豆杉属植物组织培养研究方法和最新研究成果，以及紫杉醇生产方法的优化研究，为今后相关的研究和应用工作提供参考借鉴和帮助。 关键字：红豆杉紫杉醇组织培养优化综述 引言 红豆杉属植物为红豆杉科常绿乔木或灌木,分布于北半球温带至中亚热带地区,全世界共11种,即欧洲红豆杉(T.baccataL.)、短叶红豆杉(T.brevifolia Nutt.)、加拿大红豆杉(T.canadensisMarsh)、佛罗里达红豆杉(T.floridanaChapm.)、杂种紫杉(T.mediaRehd.)、球果红豆杉(T.globose),以及西藏红豆杉(T.wallichiana Zucc.)、东北红豆杉(T.cuspidataSieb.et Zucc.)、云南红豆杉(T.yunna-nensis Cheng et L.k.Fu)、红豆杉[T.chinensis(Pilg)Rehd.]和其变种南方红豆杉(T. chinensis var mairei),后5种在我国有所分布【1】。而紫杉醇(paclitaxel)是从红豆杉科红豆杉属(Taxus spp.)植物中分离出的具有紫杉烷独特骨架的二萜类成分,由于它对转移性卵巢癌、乳腺癌和非小细胞肺癌等癌症具有很好的疗效,正日益为人们所重视。为了解决紫杉醇有限的药源问题,国内外学者围绕红豆杉植物的栽培、紫杉醇的化学合成(包括半合成和全合成)、红豆杉的组织和细胞培养等领域进行了有益的探索,取得了一些令人瞩目的进展。 在整个研究提取紫杉醇的过程中人们曾经尝试全合成、半合成、人工栽培、真菌生产和植物细胞培养等方法[2]。其中细胞培养法由于具有下述优点成为人们：进行生产的优选方法:(l)能够确保产物无限、连续、均匀地生产,不易遭受病虫害、季节等因素的影响;(2)可以在生物反应器中进行大规模培养,并且通过控制环境条件提高紫杉醇产量;(3)所得产物比从植物体内直接提取简单,可以大大简化分离和纯化步骤;(4)除提供紫杉醇外,还可以生产出前体及其他有抗癌活性而原植物所不含的化合物。 本文将从红豆杉植物细胞组织培养整体方法选择、各阶段培养条件选择和优化、紫杉醇的生产提取方法及优化等方面对近三十年来的研究成果进行综述。 1.红豆杉组织培养方法选择 红豆杉组织培养试验研究已开展了30多年,其方法主要分为四大类,即离体胚培养法、嫩芽增殖法、愈伤组织再生植株法及体细胞胚发生法。根据师春娟等的研究比较发现目前最常用的组织培养方法为愈伤组织再生植株法，同一条件下此种方法诱发率和成活率也较高于其他方法【3】，由于之后紫杉醇的生产多用到细胞悬浮培养，所以关于愈伤组织培养法的
紫杉醇，又名泰素，TAXOL，紫素，特素。产品来源为红豆杉科植物红豆杉的干燥根、枝叶以及树皮。为白色结晶体粉末。无臭，无味。不溶于水，易溶于氯仿、丙酮等有机溶剂 适应症：卵巢癌和乳腺癌及NSCLC的一线和二线治疗。头颈癌、食管癌，精原细胞瘤，复发非何金氏淋巴瘤等。 药理毒理：本品是新型抗微管药物,通过促进微管蛋白聚合抑制解聚,保持微管蛋白稳定,抑制细胞有丝分裂。体外实验证明紫杉醇具有显著的放射增敏作用，可能是使细胞中止于对放疗敏感的G2和M期。 用法用量： 为了预防发生过敏反应,在紫杉醇治疗前12小时口服地塞米松10mg，治疗前，6小时再囗服地塞米松10mg,治疗前30～60分钟给予苯海拉明肌注20mg,静注西咪替丁300mg或雷尼替丁50mg。单药剂量为135～200mg/m2，在G-CSF支持下，剂量可达250mg/m2。将紫杉醇用生理盐水或5%葡萄糖盐水稀释,静滴3小时。联合用药剂量为135～175mg/m2，3～4周重复。 一般临床使用紫杉醇的程序如下： 1.先询问病人有无过敏史，并查看白细胞及血小板的数据。有过敏史者及白细胞／血小板低下者应慎用。 2.由于此药可引起过敏反应，在给药12小时和6小时前服用地塞米松20mg，给药前30～60分钟给予苯海拉明50mg口服及西咪替丁300mg静脉注射。 3.常用紫杉醇的剂量为135～175mg／m2，应先将注射液加于生理盐水或5％葡萄糖液500～1000ml中，需用玻璃瓶或聚乙烯输液器，应用特制的胶管及0.22μm的微孔膜滤过。 4.滴注开始后每15分钟应测血压、心率、呼吸一次，注意有无过敏反应。 5.一般滴注3小时。 6.注药后每周应检查血像至少2次，3～4周后视情况可再重复。 7、本品可与顺铂、卡铂、异环磷酰胺、氟尿嘧啶、阿霉素、VP-16等联合应用，血像低下时应用G-CSF，或紫杉醇加G-CSF预防给药。 7.其他：消化道反应虽常见但一般不重，少数可有腹泻和粘膜炎。轻度脱发也较常见。 一般护理：化疗前详细询问有无药物过敏史和心脏病史。做血、尿、便常规化验和心、肝、肺、肾功能检查。做好急救药品和器械的准备, 如氧气、抗过敏、升压药等,检查心电监护仪的性能是否良好。 合理选择血管：输液时选择柔软、粗直、有弹性的血管,力求一次穿刺成功。一般不宜采用手背、足背、小血管及下肢静脉。本科也使用外周浅静脉留置针穿刺,当天输液完后就拔除,减少外渗的可能性。有条件的劝其做 PICC及中心静脉置管。
紫杉醇提取纯化方法的研究进展 紫杉醇是最早从红豆杉属植物中分离出来的三环二菇类化合物，是继阿霉素和顺铂之后最热点的抗癌新药。紫杉醇具有复杂的化学结构，分子由3个主环构成二菇核，分子中有11个手性中心和多个取代基团，母环部分是一个复杂的四 环体系，有许多功能基团和立体化学特征。分子式C 47H 51 NO 14 ，分子量853.92。 同位素示踪表明, 紫杉醇只结合到聚合的微管上, 不与未聚合的微管蛋白二聚体反应。细胞接触紫杉醇后会在细胞内积累大量的微管，这些微管的积累干扰了细胞的各种功能,特别是使细胞分裂停止于有丝分裂期，阻断了细胞的正常分裂。通过Ⅱ-Ⅲ临床研究，紫杉醇主要适用于卵巢癌和乳腺癌，对肺癌、大肠癌、黑色素瘤、头颈部癌、淋巴瘤、脑瘤也都有一定疗效。 紫杉醇属于有丝分裂抑制剂,它的独特机制在于可以诱导和促进微管蛋白 聚合,促进微管装配及阻止微管的生理解聚,由此抑制癌细胞纺锤体的形成,阻止 有丝分裂的完成,使其停留在G2期和M期直至死亡,从而起到抗癌的作用。迄今为止紫杉醇是唯一促进微管聚合的新型抗癌药。这一新的发现引起了各国医药界的极大兴趣。现在已有包括我国在内的十多个国家批准了紫杉醇类药物的正式生产。目前有关紫杉醇研究的几个主要问题是:紫杉醇的提取;紫杉醇的人工合成;紫杉醇的临床应用(水不溶性问题的解决);紫杉醇的构效关系;紫杉醇的抗癌机理。紫杉醇的抗癌机理 1971年,Wani等报道了紫杉醇在一些实验体系中具有抗癌活性。1978 年,Schiff等发现紫杉醇在极低的浓度下(0.25μM)可以完全抑制Hela细胞的分裂,而且在对细胞4小时的培养过程中,对DNA、RNA和蛋白质的合成没有明显影响。
紫杉醇的研究 紫杉醇(taxol)是继阿霉素和顺铂后最热点的新抗癌药,已于1992年底被美国FDA批准作为抗晚期癌症的新药上市。紫杉醇在肿瘤的治疗药物中代表了一类新的、独特的抗微管药物。它的抗癌机制与其它的抗癌药不同。它的主要作用是通过促进极为稳定的微管聚集,并阻止微管正常的生理性解聚,从而导致癌细胞的死亡,并抑制其组织的再生。我国每年至少有30万乳腺癌和卵巢癌的患者，因此我国进行紫杉醇的开发研究，其社会效益和经济效益极其可观。本文将就目前国内外紫杉醇研究的现状作一综述。紫杉醇研发过程 年代进展 1958 NCI开始大规模植物药研发筛选 1967 发现紫杉醇抗癌活性 1968 从红豆杉中分离出紫杉醇 1971 完成结构鉴定 1979 发表作用机制 1983 临床Ⅰ试验 1985 临床II期 1991 临床III期 1992 FDA批准上市 紫杉醇，英文名称Paclitaxel，别名泰素，紫素，特素，化学名称5β，20-环氧-1，2α，4，7β，10β，13α-六羟基紫杉烷-11-烯-9-酮-4，10-二乙酸酯-2-苯甲酸酯-13[（2’R，3’S）-N-苯甲酰-3-苯基异丝氨酸酯]，分子量853.92，分子式C47H51NO14。 1简介 结构式
【产品名称】紫杉醇 【英文名称】Paclitaxel 【产品别名】泰素，紫素，特素 【化学名称】5β，20-环氧-1，2α，4，7β，10β，13α-六羟基紫杉烷-11-烯-9-酮-4，10-二乙酸酯-2-苯甲酸酯-13[（2’R，3’S）-N-苯甲酰-3-苯基异丝氨酸酯] 【分子式】C47H51NO14 【分子量】853.92 【CA S NO】33069-62-4 【产品来源】为红豆杉科植物红豆杉的干燥根、枝叶以及树皮。 【规格含量】99.6% 【物理性质】白色结晶体粉末。无臭，无味。不溶于水，易溶于氯仿、丙酮等有机溶剂。 鉴别：a.红外吸收：红外光谱图中的主要吸收带与对照品一致。 b.HPLC鉴别：在含量检测中，检测制备的色谱图中主峰的保留时间与标准制备色谱图中主峰的保留时间一致。 纯度：99-100%,以无水无溶剂的干燥品计. 有关物质：相关物质总≤2.0% 有机挥发性杂质:符合美国药典(USP)和中国药典(CP)有机挥发性杂质要求. 比旋度：[α]20 D=-49.0°~55.0°(10mg/mL的甲醇溶液)，以无水无溶剂的干燥品计。 水分：≤4.0% 炽灼残渣：≤0.2%。 重金属：≤0.002% 微生物限量：≤100cfu/g paclitaxel；符合对金黄色葡萄状菌、绿脓杆菌、沙门氏菌、人肠杆菌的无菌试验要求。 细菌内毒素:≤4.0%USPEU/mg paclitaxel 2发现历史 1963年美国化学家瓦尼（M.C. Wani）和沃尔（Monre E. Wall）首次从一种生长在美国西部大森林中称谓太平洋杉（Pacific Yew）树皮和木材中分离到了紫杉醇的粗提物。在筛选实验
紫杉醇论文药理作用论文：紫杉醇的药理作用与研究进展【摘要】近年来，随着肿瘤疾病的高发，肿瘤药物的研制也有了创新性突破，其中，紫杉醇是近年来发现的具独特抗肿瘤作用的天然药物，与传统的药物抗肿瘤机理不同，紫杉醇主要是通过与细胞内微管蛋白结合，抑制正常微管的生理性解聚，促进微管蛋白聚合、微管装配，从而达到阻止癌细胞分裂增殖的目的。现将紫杉醇的药理作用与研究进展作一综述。 【关键词】紫杉醇肿瘤药理作用 20世纪60年代，美国化学家瓦尼等从红豆杉的树皮中分离出一种紫杉醇的粗提物，发现紫杉醇粗提物对离体培养的鼠肿瘤细胞有很高活性，并开始分离这种活性成份紫杉醇。紫杉醇具有独特的二萜类结构成分，由于其独特的抗肿瘤作用机制，近年来在抗肿瘤药物中受到广泛重视，为了使广大医务工作者更好的了解这一药物，现就紫杉醇的药理作用与研究进展综述如下： 1 理化特性 紫杉醇分子式为c47h51no14，分子量为853.9，白色结晶体粉末。无臭，无味。不溶于水，碱性条件下很快分解。 2 药理作用 chiff等[1]证实了紫杉醇具有独特的抗癌机制，是新型
抗微管药物,微管是真核细胞的一种细胞内成分，正常情况下，微管蛋白二聚体之间存在动态平衡。紫杉醇可使其失去动态平衡，紫杉醇作用于细胞微管，通过促进诱导和稳定微管蛋白聚合，抑制其解聚，使维管束难与微管组织中心相互连接，导致细胞在有丝分裂时不能形成纺锤体和纺锤丝，将细胞周期阻断于g2和m期，抑制细胞有丝分裂，使癌细胞无法继续分裂而死亡[2]。体外实验证明紫杉醇具有显著的放射增敏作用，使细胞中止于对放疗敏感的g2和m期。紫杉醇除作用于微管系统外，实验证明紫杉醇还作用于酶系统，调节的凋亡信号传递。紫杉醇可诱导bcl-2磷酸化，使肿瘤细胞失去抗凋亡能力。进一步的研究发现紫杉醇还可通过作用于巨噬细胞，导致癌坏死因子，进而调节体内的免疫功能。 3 紫杉醇的临床研究与应用 紫杉醇可广泛用于非小细胞肺癌、乳腺癌、卵巢癌、头颈癌等肿瘤的治疗。其中，紫杉醇对乳腺癌、肺癌、胃癌有较好的作用，特别是晚期卵巢癌的治疗。 3.1 非小细胞肺癌 2004年asco报告使用含有紫杉醇和卡铂标准方案进行ib期非小细胞肺癌的术后辅助治疗，可以延长患者的无肿瘤生存时间。对于晚期非小细胞肺癌患者使用单药紫杉醇治疗